02第二节 PN结

PN结
PN结外加正向电压 这时外加电压形成电场的方向与自建 场的方向相反，从而使PN结变窄，扩 散作用大于漂移作用，多数载流子向 对区域扩散形成正向电流，方向从P区 指向N区。
PN结外加反向电压 PN结外加反向电压与外加正向电压相 反，PN结处于截止状态，呈现的电阻 为反向电阻，而且阻值很高。 正向电压作用下，PN结处于导通状态； 反向电压作用下，PN结处于截止状态。 因此PN结具有单向导电性。
半导体二极管
半导体二极管是由PN结加上引线和管壳 构成的。
稳压二极管 稳压二极管是使用二极管的击穿特性。 它是因为二极管工作在反向击穿区，反向电流变化很大的情况下， 反向电压变化则很小，从而表现出很好的稳定性。 二极管的应用 1、限幅电路 2、半波整流电路 3、开关电路 4、低电压稳压电路
二极管限幅
半导体三极管
把两个二极管背靠背的连在一起是 没有放大作用的，要想使它具有放 大作用，必须做到以下几点： 1、发射区重掺杂 2、基区必须很薄 3、集电结的面积应很大 4、工作时，发射结应正向偏置，集 电结应反向偏置
载流子的传输过程 因为发射结正向偏置，且发射区进 行重掺杂，所以发射区的多数载流 子扩散注入至基区，又由于集电结 的反向作用，故注入至基区的载流 子在基区形成浓度差，因此这些载 流子从基区扩散到集电结，被电场 拉至集电区形成集电极电流。而留 在基区的很少，因为基区做的很薄。
半波整流电路
二极管开关电路
钳位作用
输入到NJM4580D器件3脚的电压会被限制到-5V～5V之间
半导体三极管
通过工艺的方法把两个二极管背靠背地连接起来组成了三极管。
三极管有三个电极：基极、集电极、发射极。 同时在两两交界处形成PN结，分别是发射结和集电结。 按PN结组合方式有PNP型和NPN型。 三极管有三个区：发射区、基区、集电区。

第一节、半导体特性和PN结 第一节、半导体特性和PN结
四）半导体中的载流子 4、共价键中的价电子由于不能自由移动，不能参与 导电，价电子不是载流子。 5、价电子游离出来后，在共价键中 空穴 自由电子 留下一个空格，称该其为空穴。 空穴带一个单位正电荷（即空穴带正 +Si Si 电）。 Si Si 6、在电场的作用下，邻近共价键中 的价电子游离出来填补这个空穴， 价电子 从而在邻近形成新的空穴，这相当于 空穴在移动，空穴也是一种载流子。
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四）PN结的形成及导电特性 四）PN结的形成及导电特性 1、有了P型半导体和N型半导体，为什么还需要PN 、有了P型半导体和N型半导体，为什么还需要PN 结？ 2、在分析PN结的过程中需要了解的几个基本概念： 、在分析PN结的过程中需要了解的几个基本概念： 扩散、空间电荷区、内电场、漂移、扩散与漂移 达到的动态平衡。
Si Si Si
四）半导体中的载流子 1、载流子：半导体中的一种导电粒子， 它能参与导电。
Si
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四）半导体中的载流子 2、在0K（-273℃）时，本征半导体内没有可自由移 、在0K（ 273℃ 动的导电粒子，它是不能导电的。 3、如果本征半导体受到能量的激发（加热或光照 射），某些共价键中的价电子因获得能量，从而 脱离原子核的吸引，从共价键中游离出来成为自 由电子（这类自由电子能自由移动，能参与导电， 称为载流子），这时本征半导体就具备了导电的 能力（因为它内部有了载流子）。这时给本征半 导体加上电场，在电场的作用下，载流子作定向 运动就形成了电流，我们说半导体导电了。
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达几百千欧以上)。
漂移电流大于扩散电
－
内电场
外电场 U
＋
流，可忽略扩散电流
UB＋U 在一定的温度条件下，
由本征激发决定的少
E
R
子浓度是一定的
故少子形成 的漂移电流是恒定的，基本上与所加反向 电压的大小无关，这个电流也称为 反向饱和电流IS。
《半导体器件》中国计量学院光电学院
综上所述：PN结加正向电压时，呈现低 电阻，具有较大的正向扩散电流；PN结加反 向电压时，呈现高电阻，具有很小的反向漂 移电流。 即PN结具有单向导电特性。
第二章-PN结
一、PN结的形成 二、PN结的单向导电性 三、PN结的击穿特性 四、PN结的电容效应 五、 PN结的隧道效应
《半导体器件》中国计量学院光电学院
P型半导体和N型半导体相结合——PN结
PN结是构造半导体器件的基本单元。其 中，最简单的晶体二极管就是由PN结构 成的。
PN
异质结、同质结
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发生击穿并不一定意味着PN结被损坏。 当PN结反向击穿时, 只要注意控制反向
电流的数值(一般通过串接电阻Ｒ实现),
不使其过大, 以免因过热而烧坏PN结, 当反向电压(绝对值)降低时, PN结的性 能就可以恢复正常。 稳压二极管正是利用了PN结的反向击 穿特性来实现稳压的, 当流过PN结的电 流变化时, 结电压基本保持不变。
关键在于耗尽层的存在
《半导体器件》中国计量学院光电学院
PN结的伏安特性
UD
I
伏安特性方程 ID IS(eUT 1)
ID
UBR U B
O
U
加正向电压时，UD只要大
于UT几倍以上，IDISeUD/UT

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第五节 场效应晶体管
N沟道增强型MOS管 N沟道耗尽型MOS管 MOS管的主要参数及使用注意事项
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场效应晶体管是用输入回路的电场效应来控 制半导体中的多数载流子，使流过半导体内的电 流大小随电场强弱而变化，形成电压控制其导电 的一种半导体器件。与晶体管相比场效应晶体管 更易于集成。
场效应晶体管有两种: 结型场效应晶体管 绝缘栅型场效应晶体管
发光二极管的发光颜色取决于使用的材料。
发光二极管只能工作在正向偏置状态，工 作 时电路中必须串接限流电阻。
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第四节 晶体管
晶体管的基本结构和类型 晶体管的电流分配和放大原理 晶体管的特性曲线 晶体管的主要参数 温度对晶体管特性和参数的影响
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一、晶体管的基本结构和类型
集电极
集电结
集电区
基极
基区
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例2、已知ui = 6sinωt，UZ =3V，画输出波形。
ui /V
6
ui
VS
3
uo O
ωt
uo
3
O
ωt
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例3、图示电路中，稳压管VS1、VS2的稳压值分
别为UZ1＝5V，UZ2＝7V，正向压降为0.7Ｖ，若
输入电压Ui波形如图所示，试画出输出电压波
形。
Ui
R
12V
Ui R
Uo 6V VS1 VS2 －2V
（ NPN： VBC. > VNBP>NVE V C V B V E
PNP： VC<PUNB <PVE）V C V B V E
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例2：有三只晶体管，分别为 锗管β＝150， ICBO＝2μA； 硅管β＝100，ICBO＝1μA； 硅管β＝40，ICEO＝41μA；试从β和温度稳定 性选择一只最佳的管子。 解： β 值大，但ICBO也大，温度稳定性较差； β 值较大，ICBO＝1μA，ICEO＝101 μA ； β 值较小，ICEO＝41μA， ICBO＝1μA。 、 ICBO相等，但 的β 较大，故 较好。